(57)【要約】【課題】  ストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込むことによって、乾燥に必要なストーカ下の空気量及び炉内から排出される燃焼ガス量を低減でき、また、燃焼ガス温度を上げることができて補助燃料を低減でき、更に、ストーカ下に供給する一次燃焼空気を予熱するための蒸気量を低減でき、しかも、被焼却物の乾燥効果を高められる。【解決手段】  給じん装置３によりストーカ４上に供給した被焼却物をストーカ４上で順次乾燥、燃焼、おき燃焼させて焼却処理するようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法に於いて、給じん装置３とストーカ４の乾燥ストーカ４Ａとの間に形成した落口段差部３ａに、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口１３を設け、当該流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上の被焼却物層に過熱蒸気から成る流体又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、乾燥ストーカ４Ａ上の被焼却物の乾燥を促進させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給じん装置により炉内のストーカ上に供給した被焼却物をストーカ上で順次乾燥、燃焼、おき燃焼させて焼却処理するようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法に於いて、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部に、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口を設け、当該流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気から成る流体又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を促進させるようにしたことを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項２】
給じん装置により炉内のストーカ上に供給した被焼却物をストーカ上で順次乾燥、燃焼、おき燃焼させて焼却処理するようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法に於いて、ストーカの乾燥ストーカに、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口を設け、当該流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気から成る流体又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を促進させるようにしたことを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項３】
流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、ストーカ式焼却炉で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項４】
流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気の一部を分岐し、この分岐した過熱蒸気を分岐した配管系統に設置した過熱装置により過熱した後の過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項５】
流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、廃熱ボイラと別系統の蒸気発生装置により得られた過熱蒸気としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項６】
流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気を余熱利用設備で使用し、余熱利用後の過熱蒸気を余熱利用設備の下流側に設置した過熱装置で過熱した後の過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのブロー水との混合流体としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
【請求項７】
被焼却物を投入する投入ホッパと、投入ホッパ内の被焼却物を供給する給じん装置と、給じん装置の下流側で炉内に設けたストーカと、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部とを備え、投入ホッパに投入された被焼却物を給じん装置によりストーカ上へ供給し、ストーカ下から一次燃焼空気供給装置により一次燃焼空気を供給してストーカ上の被焼却物を順次乾燥、燃焼、おき燃焼させると共に、ストーカ上から発生した燃焼ガス中の未燃分を二次燃焼空気供給装置から供給される二次燃焼空気により完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いて、前記落口段差部に、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込む流体吹き込み口を少なくとも一つ以上設けたことを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項８】
被焼却物を投入する投入ホッパと、投入ホッパ内の被焼却物を供給する給じん装置と、給じん装置の下流側で炉内に設けたストーカと、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部とを備え、投入ホッパに投入された被焼却物を給じん装置によりストーカ上へ供給し、ストーカ下から一次燃焼空気供給装置により一次燃焼空気を供給してストーカ上の被焼却物を順次乾燥、燃焼、おき燃焼させると共に、ストーカ上から発生した燃焼ガス中の未燃分を二次燃焼空気供給装置から供給される二次燃焼空気により完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いて、前記ストーカの乾燥ストーカに、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込む流体吹き込み口を少なくとも一つ以上設けたことを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項９】
流体吹き込み口に、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気を供給する流体供給配管又は前記過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を供給する流体供給配管を接続し、前記流体供給配管の途中に前記過熱蒸気又は混合流体の流量を制御する制御バルブを設けたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項１０】
流体吹き込み口に、炉内で発生した燃焼ガスの熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気の一部を分岐して供給する流体供給配管又は分岐した過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を供給する流体供給配管を接続し、前記流体供給配管に過熱蒸気又は過熱蒸気とボイラブロー水との混合流体を過熱する過熱装置を設置すると共に、過熱装置の下流側の流体供給配管に温度検出器を設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気又は混合流体の温度を調整するようにしたことを特徴とする請求項７、請求項８又は請求項９に記載のストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項１１】
流体吹き込み口に、廃熱ボイラと別系統の蒸気発生装置により得られた過熱蒸気を供給する流体供給配管を接続し、当該流体供給配管に、過熱蒸気の流量を制御する制御バルブ、過熱蒸気を過熱する過熱装置、過熱装置を通過した過熱蒸気の温度を検出する温度検出器をそれぞれ設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気の温度を調整するようにしたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項１２】
流体吹き込み口に、廃熱ボイラの過熱器から得られて余熱利用設備で使用された後の過熱蒸気を供給する流体供給配管を接続し、当該流体供給配管に、過熱蒸気の流量を制御する制御バルブ、過熱蒸気を過熱する過熱装置、過熱装置を通過した過熱蒸気の温度を検出する温度検出器をそれぞれ設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気の温度を調整するようにしたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【請求項１３】
流体供給配管の制御バルブよりも下流側部分に、流体供給配管にパージ流体を供給するパージ流体供給配管を接続し、当該パージ流体供給配管にパージ用バルブを設けたことを特徴とする請求項９、請求項１０、請求項１１又は請求項１２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の被焼却物を焼却処理するストーカ式焼却炉を備えた都市ごみ焼却プラントや産業廃棄物焼却プラント等に於いて利用されるものであり、ストーカ式焼却炉のストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を直接吹き込むことによって、乾燥に必要なストーカ下の空気量及びストーカ式焼却炉から排出される燃焼ガス量をそれぞれ低減することができ、また、燃焼ガス温度を上げることができて補助燃料を低減することができ、更に、ストーカ下に供給する一次燃焼空気を予熱するための蒸気の量を低減することができ、しかも、被焼却物の乾燥効果を高められるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法及び燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、雑多なごみを含む都市ごみ等の被焼却物の処理方法としては、所謂焼却による処理がその主流を占めており、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉を用いた処理方法が多く実用化されている。その中でもストーカ式焼却炉は、運転の安定性、経済性及び焼却処理性能等の点で多くの優れた効用を有しており、最も普及している焼却炉である（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。
【０００３】
図８は従来のストーカ式焼却炉の燃焼装置の一例を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、焼却炉本体４０、投入ホッパ４１、給じん装置４２、ストーカ４３（乾燥ストーカ４３Ａ、燃焼ストーカ４３Ｂ及び後燃焼ストーカ４３Ｃから成る）、風箱４４、一次燃焼室４５、二次燃焼室４６、一次燃焼空気供給配管４７、押込送風機４８、空気予熱器４９、二次燃焼空気供給配管５０、二次送風機５１及び補助燃料バーナ５２等から構成されており、給じん装置４２により乾燥ストーカ４３Ａ上へ送り出した都市ごみ等の被焼却物を乾燥ストーカ４３Ａ上で乾燥した後、燃焼ストーカ４３Ｂ上で被焼却物を燃焼させ、更に後燃焼ストーカ４３Ｃ上で燃え残りの可燃物を燃やし切る（おき燃焼とも云う）ようにしたものである。
【０００４】
また、焼却炉本体４０には、焼却炉本体４０内で発生した高温の燃焼ガスから熱回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラ５３、廃熱ボイラ５３から発生した蒸気を燃焼ガスにより更に過熱して過熱蒸気とする廃熱ボイラ５３の過熱器５４、燃焼ガスから熱回収して廃熱ボイラ５３に送る給水を加熱するエコノマイザー５５がそれぞれ付設されている。
【０００５】
而して、前記ストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いては、ごみピットに溜めた都市ごみ等の被焼却物（以下、ごみと云う）をクレーンによって投入ホッパ４１に投入し、投入ホッパ４１内のごみをプッシャー式の給じん装置４２によって焼却炉本体４０内の乾燥ストーカ４３Ａ上へ順次送り込む。
このとき、ごみは、給じん装置４２と乾燥ストーカ４３Ａとの間に設けた落口段差部４２ａで反転して分割される。
【０００６】
乾燥ストーカ４３Ａ上では、乾燥ストーカ４３Ａ下から供給される一次燃焼空気と燃焼ストーカ４３Ｂ上の主燃焼炎からの輻射熱によって主にごみの乾燥が行われると共に、ごみ中の水分や揮発分が蒸発して一酸化炭素や炭化水素等の未燃ガスが放出される。
【０００７】
また、乾燥ストーカ４３Ａの下流側の燃焼ストーカ４３Ｂでは、燃焼ストーカ４３Ｂ下から供給される一次燃焼空気によってごみ中の可燃物が燃焼すると共に、可燃物の燃焼に伴って燃焼ガスや飛灰が発生する。
【０００８】
更に、燃焼ストーカ４３Ｂの下流側の後燃焼ストーカ４３Ｃでは、後燃焼ストーカ４３Ｃ下から供給される一次燃焼空気により燃え残りの可燃物を燃やし切り、後燃焼ストーカ４３Ｃ上に残った灰を後燃焼ストーカ４３Ｃの下流側に設けた灰出し口５６から焼却灰として落下排出する。
【０００９】
尚、ストーカ４３下に供給される一次燃焼空気は、ごみの乾燥、ガス化・燃焼、灰化に用いられるものであり、最低限の量だけストーカ４３下に供給される。
また、ごみ中の水分が多くてごみが乾燥し難い場合には、乾燥ストーカ４３Ａ下から供給する一次燃焼空気の量を増やすと共に、一次燃焼空気を蒸気を熱源とする空気予熱器４９によって２００℃程度まで加熱してから乾燥ストーカ４３Ａ下に供給する。
【００１０】
一方、ストーカ４３上から発生した燃焼ガスは、二次燃焼室４６内に於いて二次送風機５１及び二次燃焼空気供給配管５０により送られてきた二次燃焼空気によって撹拌・混合され、燃焼ガス中のＣＯやダイオキシン類の未燃ガスが完全燃焼される。
このとき、二次燃焼空気を吹き込んだ状態で燃焼ガスの温度が８５０℃以下の場合には、燃焼ガスの温度を上げるために、補助燃料バーナ５２を起動させて灯油や都市ガス等の補助燃料を燃焼させ、燃焼ガスの温度を８５０℃以上、燃焼ガスの滞留時間を２秒以上確保する必要がある。
【００１１】
また、焼却炉本体４０内で発生した高温の燃焼ガスは、燃焼ガス出口５７から排出されて廃熱ボイラ５３、過熱器５４及びエコノマイザー５５を通って廃熱を回収され、排ガス減温塔（図示省略）により温度調整されてからバグフィルター（図示省略）に導かれ、ここで排ガス中の飛灰及び酸性ガス等を除去されてクリーンガスとなった後、誘引通風機（図示省略）を経て煙突（図示省略）から大気中へ放出される。
【００１２】
更に、廃熱ボイラ５３では、燃焼ガスにより蒸気を発生させる。この蒸気は、過熱器５４に導かれてここで燃焼ガスにより更に過熱されて過熱蒸気となり、過熱器５４の高圧ヘッダ５８から余熱利用設備５９（例えば、発電用の蒸気タービン等）に供給されて蒸気タービンによる発電等に利用される。
【００１３】
ところで、水分を多く含むごみを上述したストーカ式焼却炉の燃焼装置で燃焼させる場合、ごみを乾燥させるための一次燃焼空気をストーカ４３下へ大量に吹き込んだり、或いはごみの乾燥・燃焼を促進する目的で一次燃焼空気を空気予熱器４９で予熱したする必要がある。
しかし、この場合には、燃焼ガス量が増加するうえ、空気予熱器４９で一次燃焼空気を予熱するための蒸気を大量に必要とし、余熱利用設備５９へ供給する過熱蒸気の量が低下すると云う問題がある。
【００１４】
また、水分が多いごみの場合には、ごみ中の可燃物の割合が少ないのでごみから発生する熱量が小さくなるうえ、乾燥に必要な一次燃焼空気をストーカ４３下へ大量に吹き込むことになるので燃焼ガス量が大幅に増えると云う問題がある。
このように、発生熱量が小さく、燃焼ガス量が増えると、燃焼ガスの温度が低いことがあり、この場合には、ダイオキシン類の発生防止等のガイドラインから、燃焼ガスの温度を８５０℃以上、燃焼ガスの滞留時間を２秒以上維持する必要がある。その結果、補助燃料バーナ５２の補助燃料が大量に必要になり、ランニングコストが高騰すると云う問題がある。
【００１５】
更に、水分が多いごみを燃焼させることを想定する場合、ごみが燃焼し難いため、ストーカ４３の面積を広く確保する必要があり、ストーカ４３が大型化すると云う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−２６７１３１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２３２１号公報
【特許文献３】特開２００５−２１４５１３号公報
【特許文献４】特開２０１１−１８５５００号公報
【特許文献５】特許第４０６８００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を直接吹き込むことによって、乾燥に必要なストーカ下の空気量及びストーカ式焼却炉から排出される燃焼ガス量をそれぞれ低減することができ、また、燃焼ガス温度を上げることができて補助燃料を低減することができ、更に、ストーカ下に供給する一次燃焼空気を予熱するための蒸気の量を低減することができ、しかも、被焼却物の乾燥効果を高められるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法及び燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
ところで、近年、過熱蒸気（過熱水蒸気）を乾燥に用いることが広く行われている。何故なら、過熱蒸気を熱風として用いる乾燥は、加熱空気や燃焼ガスを熱風とする通常の気流乾燥に比べて、熱風を再循環利用できるので省エネルギー性が高いこと、気流中に酸素や二酸化炭素を含まないこと、環境にやさしいこと、また加熱空気や燃焼ガスを用いる乾燥に比べてある温度（これを逆転点温度と称している）以上では乾燥速度が速くなる等、さまざまな特徴を有しているからである。
そのため、紙やパルプの乾燥、噴霧乾燥機への適用、食品の加工や殺菌、廃棄物処理等、広い分野での研究・開発或いは実用化についての報告が為されている。
【００１９】
従って、前記過熱蒸気を用いてストーカ上のごみを乾燥させることも可能である。例えば、特許第４０６８００１号公報（参考文献５）のようにストーカ下から一次燃焼空気と一緒に過熱蒸気を吹き込んだ場合、ストーカ上のごみを乾燥させることができる。
【００２０】
しかし、過熱蒸気を燃焼空気と混合してストーカ下へ供給すると、過熱蒸気の温度が低下し、ストーカ下の風箱やストーカ内で過熱蒸気が凝縮する可能性があり、乾燥作用が低下する虞がある。また、風箱に供給する流体は、ストーカの火格子の温度を冷却する意味もあるため、過熱蒸気の温度を上げ過ぎると、ストーカの火格子が損傷することになる。結果として、過熱蒸気の温度を制限する必要がある。
【００２１】
そこで、本願発明者は、ストーカ下に乾燥用の過熱蒸気を供給するのではなく、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を直接吹き込むことによって、上述したさまざまな問題を解決することができると共に、ストーカ上のごみを良好に乾燥させることができることを知得した。
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、給じん装置により炉内のストーカ上に供給した被焼却物をストーカ上で順次乾燥、燃焼、おき燃焼させて焼却処理するようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法に於いて、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部に、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口を設け、当該流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気から成る流体又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を促進させるようにしたことに特徴がある。
【００２３】
本発明の請求項２の発明は、給じん装置により炉内のストーカ上に供給した被焼却物をストーカ上で順次乾燥、燃焼、おき燃焼させて焼却処理するようにしたストーカ式焼却炉の燃焼方法に於いて、ストーカの乾燥ストーカに、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口を設け、当該流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気から成る流体又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を促進させるようにしたことに特徴がある。
【００２４】
本発明の請求項３の発明は、流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体としたことに特徴がある。
【００２５】
本発明の請求項４の発明は、流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気の一部を分岐し、この分岐した過熱蒸気を分岐した配管系統に設置した過熱装置により過熱した後の過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体としたことに特徴がある。
【００２６】
本発明の請求項５の発明は、流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、廃熱ボイラと別系統の蒸気発生装置により得られた過熱蒸気としたことに特徴がある。
【００２７】
本発明の請求項６の発明は、流体吹き込み口から乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込む流体を、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気を余熱利用設備で使用し、余熱利用後の過熱蒸気を余熱利用設備の下流側に設置した過熱装置で過熱した後の過熱蒸気又は当該過熱蒸気と廃熱ボイラからのブロー水との混合流体としたことに特徴がある。
【００２８】
本発明の請求項７の発明は、被焼却物を投入する投入ホッパと、投入ホッパ内の被焼却物を供給する給じん装置と、給じん装置の下流側で炉内に設けたストーカと、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部とを備え、投入ホッパに投入された被焼却物を給じん装置によりストーカ上へ供給し、ストーカ下から一次燃焼空気供給装置により一次燃焼空気を供給してストーカ上の被焼却物を順次乾燥、燃焼、おき燃焼させると共に、ストーカ上から発生した燃焼ガス中の未燃分を二次燃焼空気供給装置から供給される二次燃焼空気により完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いて、前記落口段差部に、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込む流体吹き込み口を少なくとも一つ以上設けたことに特徴がある。
【００２９】
本発明の請求項８の発明は、被焼却物を投入する投入ホッパと、投入ホッパ内の被焼却物を供給する給じん装置と、給じん装置の下流側で炉内に設けたストーカと、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部とを備え、投入ホッパに投入された被焼却物を給じん装置によりストーカ上へ供給し、ストーカ下から一次燃焼空気供給装置により一次燃焼空気を供給してストーカ上の被焼却物を順次乾燥、燃焼、おき燃焼させると共に、ストーカ上から発生した燃焼ガス中の未燃分を二次燃焼空気供給装置から供給される二次燃焼空気により完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いて、前記ストーカの乾燥ストーカに、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込む流体吹き込み口を少なくとも一つ以上設けたことに特徴がある。
【００３０】
本発明の請求項９の発明は、流体吹き込み口に、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気を供給する流体供給配管又は前記過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を供給する流体供給配管を接続し、前記流体供給配管の途中に前記過熱蒸気又は混合流体の流量を制御する制御バルブを設けたことに特徴がある。
【００３１】
本発明の請求項１０の発明は、流体吹き込み口に、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラの過熱器から得られた過熱蒸気の一部を分岐して供給する流体供給配管又は分岐した過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を供給する流体供給配管を接続し、前記流体供給配管に過熱蒸気又は過熱蒸気とボイラブロー水との混合流体を過熱する過熱装置を設置すると共に、過熱装置の下流側の流体供給配管に温度検出器を設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気又は混合流体の温度を調整するようにしたことに特徴がある。
【００３２】
本発明の請求項１１の発明は、流体吹き込み口に、廃熱ボイラと別系統の蒸気発生装置により得られた過熱蒸気を供給する流体供給配管を接続し、当該流体供給配管に、過熱蒸気の流量を制御する制御バルブ、過熱蒸気を過熱する過熱装置、過熱装置を通過した過熱蒸気の温度を検出する温度検出器をそれぞれ設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気の温度を調整するようにしたことに特徴がある。
【００３３】
本発明の請求項１２の発明は、流体吹き込み口に、廃熱ボイラの過熱器から得られて余熱利用設備で使用された後の過熱蒸気を供給する流体供給配管を接続し、当該流体供給配管に、過熱蒸気の流量を制御する制御バルブ、過熱蒸気を過熱する過熱装置、過熱装置を通過した過熱蒸気の温度を検出する温度検出器をそれぞれ設置し、温度検出器からの検出信号に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気の温度を調整するようにしたことに特徴がある。
【００３４】
本発明の請求項１３の発明は、流体供給配管の制御バルブよりも下流側部分に、流体供給配管にパージ流体を供給するパージ流体供給配管を接続し、当該パージ流体供給配管にパージ用バルブを設けたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、ストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込み、ストーカ上の被焼却物の乾燥を促進させるようにしているため、被焼却物の乾燥に必要なストーカ下からの一次燃焼空気の量を低減することができる。その結果、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、被焼却物層に吹き込んだ過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を一次燃焼空気と合わせても、ストーカ式焼却炉から排出される実際の燃焼ガス量を同等若しくはそれ以下に低減することができる。
【００３６】
また、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、単位質量当りの熱量が大きい過熱蒸気又はこの過熱蒸気を含む混合流体をストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込んでいるため、燃焼ガス温度を上げることができる。その結果、燃焼ガスの温度を維持するのに必要な補助燃料バーナの補助燃料を低減することができ、灯油等の化石燃料の使用量低減によるＣＯ２の排出量低減を達成でき、地球温暖化防止に役立つことになる。
【００３７】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、単位質量当りの熱量が大きい過熱蒸気又はこの過熱蒸気を含む混合流体をストーカの乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込み、被焼却物の乾燥を促進させているため、ストーカ下に供給する一次燃焼空気を蒸気で予熱するための空気予熱器の蒸気使用量を低減することができる。
【００３８】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部から乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体を吹き込むようにしているが、落口段差部は周囲が耐火物で覆われているため、過熱蒸気の温度を耐火物の耐熱温度程度まで上げることができ、ストーカ下から過熱蒸気を吹き込む方法に比べてより高い被焼却物の乾燥効果が得られる。
【００３９】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込んでいるため、廃熱ボイラのブロー水の排水処理費用を低減できると共に、過熱蒸気の給水費用も低減することができる。
【００４０】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、廃熱ボイラと別系統の蒸気発生装置により得られた過熱蒸気を乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込んでいるため、過熱蒸気の供給ラインが別系統になって設備が増加するが、水質管理上安価な軟化装置程度にすることができ、給水のランニングコストを低減することができる。
【００４１】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、過熱蒸気を過熱装置により過熱した後の過熱蒸気又は過熱蒸気を過熱装置により過熱した後の過熱蒸気と廃熱ボイラからのボイラブロー水との混合流体を乾燥ストーカ上の被焼却物に吹き込むようにしているため、乾燥ストーカ上の被焼却物層に最適な温度の過熱蒸気又は混合流体を吹き込むことができ、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を確実且つ良好に促進させることができる。
【００４２】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼方法は、蒸気タービン等の余熱利用設備で利用した後の過熱蒸気を過熱装置で再度過熱し、この過熱蒸気を乾燥ストーカ上の被焼却物層に吹き込んでいるため、廃熱ボイラ及び過熱器で得られた過熱蒸気を蒸気タービン等の余熱利用設備で効率良く利用することができる。
【００４３】
一方、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼装置は、給じん装置とストーカの乾燥ストーカとの間に形成した落口段差部又はストーカの乾燥ストーカに、乾燥ストーカ上の被焼却物層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体（過熱蒸気とボイラブロー水との混合流体）を吹き込む流体吹き込み口を設けているため、上記方法を好適に実施することができると共に、上述したストーカ式焼却炉の燃焼方法と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
また、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼装置は、流体吹き込み口に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体（過熱蒸気とボイラブロー水との混合流体）を供給する流体供給配管に制御バルブ、過熱装置、温度検出器を設け、温度検出器からの過熱蒸気又は混合流体の検出温度に基づいて過熱装置を制御して過熱蒸気又は混合流体の温度を調整するようにしているため、乾燥ストーカ上の被焼却物層に最適な温度の過熱蒸気又は混合流体を吹き込むことができ、乾燥ストーカ上の被焼却物の乾燥を確実且つ良好に促進させることができる。
【００４５】
更に、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼装置は、流体供給配管にパージ流体を供給するパージ流体供給配管を分岐状に接続し、パージ流体供給配管にパージ用バルブを設けているため、過熱蒸気の吹き込みが不要な場合には、流体吹き込み口からパージ用流体を被焼却物層へ吹き込むことができ、流体吹き込み口の閉塞を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示す概略縦断面図である。
【図２】図１に示す燃焼装置のストーカ部分の縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示す概略縦断面図である。
【図７】図６に示す燃焼装置のストーカ部分の縦断面図である。
【図８】従来のストーカ式焼却炉の燃焼装置の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の第１の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置の一例を示し、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、被焼却物である都市ごみ（以下、ごみと云う）を焼却処理するものであり、焼却炉本体１、投入ホッパ２、給じん装置３、給じん装置３の落口段差部３ａ、ストーカ４（乾燥ストーカ４Ａ、燃焼ストーカ４Ｂ及び後燃焼ストーカ４Ｃから成る）、風箱５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、燃焼ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、二次燃焼空気供給装置１１、補助燃焼バーナ１２、流体吹き込み口１３、蒸気ヘッダ１４、流体供給配管１５、制御バルブ１６、過熱装置１７、温度検出器１８、パージ流体供給配管１９及びパージ用バルブ２０等から構成されており、給じん装置３により乾燥ストーカ４Ａ上へ送り出したごみを乾燥ストーカ４Ａ上で流体吹き込み口１３から吹き込まれる過熱蒸気及び乾燥ストーカ４Ａ下から供給される一次燃焼空気等により乾燥した後、燃焼ストーカ４Ｂ上で燃焼ストーカ４Ｂ下から供給される一次燃焼空気によりごみを燃焼させ、更に後燃焼ストーカ４Ｃ上で後燃焼ストーカ４Ｃ下から供給される一次燃焼空気により燃え残りの可燃物を燃やし切るようにし、また、ごみの燃焼に伴い発生した燃焼ガスを二次燃焼室７内で二次燃焼空気により撹拌・混合して燃焼ガス中のＣＯやダイオキシン類の未燃ガスを完全燃焼させるようにしている。
【００４８】
また、焼却炉本体１には、焼却炉本体１内で発生した高温の燃焼ガスから熱回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラ２１、発生した蒸気を燃焼ガスにより更に過熱して過熱蒸気とする廃熱ボイラ２１の過熱器２２、燃焼ガスから熱回収して廃熱ボイラ２１に送る給水を加熱するエコノマイザー２３がそれぞれ付設されている。
【００４９】
前記給じん装置３には、プッシャーの往復動により投入ホッパ２内のごみを炉内へ押し込むようにしたプッシャー式のものが使用されており、当該プッシャー式の給じん装置３は、プッシャーのストローク、作動速度、作動間隔を変えることによって焼却量に応じたごみ量を供給することができるようになっている。
この給じん装置３の下流側で且つ給じん装置３と乾燥ストーカ４Ａとの間には、耐火物で形成された落口段差部３ａが形成されており、給じん装置３により炉内へ押し込まれるごみが落口段差部３ａで反転し、給じん装置３の下流側の乾燥ストーカ４Ａ上へ供給されるようになっている。
【００５０】
前記ストーカ４は、図２に示す如く、乾燥ストーカ４Ａ、燃焼ストーカ４Ｂ及び後燃焼ストーカ４Ｃから成り、各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの下方には風箱５がそれぞれ配設されている。これら各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、従来公知のものと同様に固定火格子４ａ，４ｂ，４ｃと可動火格子４ａ′，４ｂ′，４ｃ′とを交互に配列して成り、各可動火格子４ａ′，４ｂ′，４ｃ′を流体圧シリンダ等のストーカ駆動装置２４で前後方向（図２の左右方向）へ一定のピッチで往復動させることによって、ストーカ４上のごみを攪拌しながら上流側（図２の左側）から下流側（図２の右側）へ前進させるようになっている。
また、ストーカ４の上方位置には、ストーカ４下から供給された一次燃焼空気によりストーカ４上のごみを燃焼させる一次燃焼室６と、一次燃焼室６で燃焼して生成された未燃ガスや未燃物を燃焼させる二次燃焼室７とがそれぞれ設けられている。
【００５１】
前記一次燃焼空気供給装置１０は、ストーカ４下の各風箱５に分岐状に接続され、各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの下方へ一次燃焼空気をそれぞれ供給する一次燃焼空気供給配管２５と、一次燃焼空気供給配管２５に接続された押込送風機２６と、一次燃焼空気供給配管２５に介設され、一次燃焼空気を蒸気により予熱する空気予熱器２７と、一次燃焼空気供給配管２５の分岐部分に介設され、各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの下方へ供給される一次燃焼空気の供給量を調整する複数のダンパ（図示省略）等から構成されており、ダンパの開度を変えることによって、各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの下方へ供給される一次燃焼空気の供給量を調整できるようになっている。
【００５２】
前記二次燃焼空気供給装置１１は、二次燃焼室７に接続され、二次燃焼室７内に二次燃焼空気を供給する二次燃焼空気供給配管２８と、二次燃焼空気供給配管２８に接続された二次送風機２９と、二次燃焼空気供給配管２８に介設され、二次燃焼空気の供給量を調整するダンパ（図示省略）等から構成されており、ダンパの開度を変えることによって、二次燃焼室７内へ供給される二次燃焼空気の供給量を調整できるようになっている。
【００５３】
前記流体吹き込み口１３は、給じん装置３とストーカ４との間に形成した落口段差部３ａに設けられており、乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に前述の逆転点温度以上の過熱蒸気を直接吹き込んで乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるものである。
具体的には、流体吹き込み口１３は、耐熱性及び耐食性に優れた金属製のノズル管から成り、耐火物で形成された落口段差部３ａに貫通状態で取り付けられている。
また、流体吹き込み口１３は、落口段差部３ａに少なくとも一つ以上設けられており、この実施形態では、落口段差部３ａにその幅方向（乾燥ストーカ４Ａの幅方向）に沿って複数個設けられている。
尚、落口段差部３ａの複数箇所に流体吹き込み口１３を設ける場合には、給じん装置３の下方位置又は落口段差部３ａの近傍位置に蒸気ヘッダ１４を配設すると共に、当該蒸気ヘッダ１４に流体吹き込み口１３を形成する複数のノズル管をそれぞれ接続し、後述する流体供給配管１５により送られてきた過熱蒸気を蒸気ヘッダ１４から各流体吹き込み口１３へ供給する。
【００５４】
前記流体供給配管１５は、炉内で発生した燃焼ガスの廃熱を回収する廃熱ボイラ２１及び廃熱ボイラ２１の過熱器２２から得られた過熱蒸気を流体吹き込み口１３に供給するものであり、廃熱ボイラ２１の過熱器２２の高圧ヘッダ３０と蒸気ヘッダ１４とにそれぞれ接続されている。
また、流体供給配管１５には、過熱蒸気の供給量を制御する制御バルブ１６と、制御バルブ１６の下流側に位置して過熱蒸気の温度が低い場合に過熱蒸気の温度を調整する電気ヒータ等の過熱装置１７と、過熱装置１７の下流側に位置して過熱蒸気の温度を検出し、その検出温度に基づいて過熱装置１７を制御する温度検出器１８とがそれぞれ設けられている。
尚、流体吹き込み口１３が一つだけの場合には、蒸気ヘッダ１４を省略し、流体供給配管１５を過熱器２２の高圧ヘッダ３０と流体吹き込み口１３にそれぞれ接続する。
【００５５】
前記パージ流体供給配管１９は、過熱蒸気が不要な場合に空気等のパージ流体を流体吹き込み口１３に供給して流体吹き込み口１３の閉塞を防止するのに用いるものであり、流体供給配管１５の制御バルブ１６よりも下流側部分に分岐状に接続され、その途中にはパージ用バルブ２０が設けられている。
【００５６】
次に、上述したストーカ式焼却炉の燃焼装置を用いてごみを焼却処理する場合について説明する。
【００５７】
クレーンによって投入ホッパ２に投入されたごみは、給じん装置３により乾燥ストーカ４Ａ上へ順次供給される。
このとき、ごみは、給じん装置３と乾燥ストーカ４Ａとの間に形成された落口段差部３ａで反転し、乾燥ストーカ４Ａ上へ供給される
【００５８】
乾燥ストーカ４Ａ上へ供給されたごみは、流体吹き込み口１３から吹き込まれる過熱蒸気と乾燥ストーカ４Ａ下から供給される一次燃焼空気と燃焼ストーカ４Ｂ上の主燃焼炎からの輻射熱とにより加熱・乾燥されると共に、ごみの一部に燃焼が始まる。これにより、ごみ中の水分が蒸発すると共に、ＣＯやＨＣ等の未燃ガスが放出される。
【００５９】
即ち、ごみを乾燥させる過熱蒸気は、廃熱ボイラ２１の過熱器２２により得られており、この過熱蒸気は、過熱器２２の高圧ヘッダ３０に送られてここでその一部分が分岐され、流体供給配管１５を通って蒸気ヘッダ１４及び各流体吹き込み口１３へ順次供給され、各流体吹き込み口１３から直接ストーカ４上のごみ層に吹き込まれてごみの乾燥を促進するようになっている。
このとき、過熱蒸気の温度は、前述の逆転点温度以上に設定されている。この逆転点温度は確定した温度ではなく、ある程度の範囲を持った温度であり、圧力等の諸条件によって変わるものである。この実施形態では、過熱蒸気の温度は、１６０〜１９０℃以上に設定されている。また、過熱蒸気の供給量は、制御バルブ１６により調整されている。更に、過熱蒸気の温度は、過熱装置１７の出口側に設けた温度検出器１８により常時検出されており、過熱蒸気の温度が逆転点温度（この実施形態では、１６０〜１９０℃）よりも低い場合には、温度検出器１８からの検出信号により過熱装置１７を作動させ、過熱蒸気の温度が逆転点温度（この実施形態では、１６０〜１９０℃）以上になるように制御されている。
【００６０】
ところで、ごみ層に供給された逆転点温度以上の過熱蒸気は、一旦ごみ層で凝縮されることで、ごみ層への熱伝達効果が上がり、乾燥時間が短縮される。何故なら、過熱蒸気により乾燥を行う際、ごみの初期温度が乾燥熱風である過熱蒸気の飽和温度より低い場合には、乾燥初期に被乾燥物表面で一時的に凝縮が生じ、その際にごみに多量の凝縮熱を与え、その後凝縮した水が再び過熱蒸気中に蒸発するという、過熱蒸気乾燥特有の現象が生じるからである。この現象は、ごみを内部まで急速に加熱することに役立つ。
また、逆転点温度以上の過熱蒸気は、加熱した乾燥空気よりも効率的にごみの乾燥が行われることが知られている。そのため、ごみ層には、逆転点温度（この実施形態では、１６０〜１９０℃）以上の過熱蒸気を吹き込むようにしている。
【００６１】
また、ストーカ４下へ供給される一次燃焼空気は、押込送風機２６から空気予熱器２７へ供給されてここで蒸気により２００℃程度に加熱され、一次燃焼空気供給配管２５によりストーカ４下へ供給された後、ストーカ４を通ってごみ層に供給される。乾燥ストーカ４Ａ下から供給される一次燃焼空気は、乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥に利用された後、一次燃焼室６内で燃焼用空気として利用される。
【００６２】
上述したストーカ式焼却炉の燃焼装置に於いては、給じん装置３の落口段差部３ａに設けた流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気を吹き込んでごみの乾燥を促進するようにしているため、乾燥に必要なストーカ４下からの一次燃焼空気の量を低減することができると共に、ごみ層への熱供給量が増加することになる。
【００６３】
例えば、一例として、ごみの処理規模が一日当り１７５ｔｏｎのストーカ式焼却炉でごみ質が５，９００ｋＪ／ｋｇのごみを燃焼させる場合、ごみを燃焼させるために必要な理論空気量は１３，５００ｍ３Ｎ／ｈであり、そのうち乾燥ストーカ４Ａ下に供給する一次燃焼空気の量を従来は約２０％必要であったものを１０％にすると、一次燃焼空気の量は１，３５０ｍ３Ｎ／ｈ低減される。一次燃焼空気量１，３５０ｍ３Ｎ／ｈ、２００℃の一次燃焼空気では、供給熱量が３７２ＭＪ／ｈであるのに対して、約３００℃の過熱蒸気を加熱空気と同量の１，３５０ｍ３Ｎ／ｈ吹き込むと、供給熱量は３，３３０ＭＪ／ｈとなり、２００℃の加熱空気の約９倍の供給熱量が得られる。
【００６４】
そして、乾燥ストーカ４Ａ上で過熱蒸気等により乾燥が行われたごみは、乾燥ストーカ４Ａ下、燃焼ストーカ４Ｂ下、後燃焼ストーカ４Ｃ下にそれぞれ設置したストーカ駆動装置２４により乾燥ストーカ４Ａから燃焼ストーカ４Ｂ及び後燃焼ストーカ４Ｃへ順次送られる。
【００６５】
燃焼ストーカ４Ｂ上では、燃焼ストーカ４Ｂ下から供給される一次燃焼空気により主に可燃物の燃焼が行われると共に、燃焼ストーカ４Ｂ上の主燃焼炎からの輻射熱により乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥も促進される。
また、後燃焼ストーカ４Ｃでは、後燃焼ストーカ４Ｃから供給される一次燃焼空気により燃え残った灰中の未燃分が完全燃焼される。後燃焼ストーカ４Ｃ上の灰は、灰出し口８から落下排出される。
【００６６】
一方、各ストーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ上から発生した燃焼ガス中の未燃分は、二次燃焼室７で二次送風機２９及び二次燃焼空気供給配管２８から供給された二次燃焼空気によって完全燃焼し、燃焼ガス出口９から排出される。
このとき、燃焼ガスの温度が低い場合には、燃焼ガス中の未燃分が完全燃焼されないため、補助燃焼バーナ１２によって灯油又は都市ガス等の燃料と空気を炉内に供給し、燃焼ガス温度を上げる必要があるが、上述したように流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気を吹き込んでいる場合には、過熱蒸気による供給熱量が過熱空気の約９倍であるため、その差分だけ補助燃焼バーナ１２へ供給する補助燃料を低減でき、コストダウンを図れる。
【００６７】
尚、過熱蒸気の吹き込みが不要な場合には、制御バルブ１６を閉じると共に、パージ用バルブ２０を開け、空気等のパージ流体をパージ流体供給配管１９及び流体供給配管１５により流体吹き込み口１３に供給し、流体吹き込み口１３からパージ用流体をごみ層へ吹き込み、流体吹き込み口１３の閉塞を防止するようにする。
【００６８】
このように、上述したストーカ式焼却炉の燃焼装置は、乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気を吹き込み、乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしているため、乾燥に必要な乾燥ストーカ４Ａ下からの一次燃焼空気の量を低減することができると共に、焼却炉本体１から排出される実際の燃焼ガス量を同等若しくはそれ以下に低減することができる。
また、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に単位質量当りの熱量が大きい過熱蒸気を吹き込んでいるため、燃焼ガス温度を上げることができ、燃焼ガスの温度を維持するのに必要な補助燃焼バーナ１２の補助燃料を低減することができる。
更に、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、単位質量当りの熱量が大きい過熱蒸気を乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に直接吹き込んでごみの乾燥を促進させようにしているため、ストーカ４下に供給する一次燃焼空気を蒸気で予熱するための空気予熱器２７の蒸気使用量を低減することができる。
加えて、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、給じん装置３と乾燥ストーカ４Ａとの間に形成した落口段差部３ａから乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気を吹き込むようにしているが、落口段差部３ａは周囲が耐火物で覆われているため、過熱蒸気の温度を耐火物の耐熱温度程度まで上げることができ、ストーカ４下から過熱蒸気を吹き込む方法に比べてより高いごみの乾燥効果が得られる。
【００６９】
図３は本発明の第２の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、焼却炉本体１、投入ホッパ２、給じん装置３、給じん装置３の落口段差部３ａ、ストーカ４、風箱５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、燃焼ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、二次燃焼空気供給装置１１、補助燃焼バーナ１２、流体吹き込み口１３、蒸気ヘッダ１４、流体供給配管１５、制御バルブ１６、過熱装置１７、温度検出器１８、パージ流体供給配管１９、パージ用バルブ２０及び蒸気発生装置３１等から構成されており、廃熱ボイラ２１と別系統の蒸気発生装置３１により蒸気を発生させてこの蒸気を過熱蒸気とし、この過熱蒸気を流体供給配管１５により流体吹き込み口１３に供給し、流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気（逆転点温度以上の過熱蒸気）を吹き込んで乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしたものである。
【００７０】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、過熱蒸気の供給源を廃熱ボイラ２１と別系統の蒸気発生装置３１とした以外は、図１に示すストーカ式焼却炉と同じ構造に構成されている。
従って、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同様の作用効果を奏することができる。
また、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、廃熱ボイラ２１と別系統の蒸気発生装置３１により得られた過熱蒸気を乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に吹き込んでいるため、過熱蒸気の供給ラインが別系統になって設備が増加するが、水質管理上安価な軟化装置程度にすることができ、給水のランニングコストを低減することができる。
【００７２】
図４は本発明の第３の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、焼却炉本体１、投入ホッパ２、給じん装置３、給じん装置３の落口段差部３ａ、ストーカ４、風箱５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、燃焼ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、二次燃焼空気供給装置１１、補助燃焼バーナ１２、流体吹き込み口１３、蒸気ヘッダ１４、流体供給配管１５、制御バルブ１６、過熱装置１７、温度検出器１８、パージ流体供給配管１９、パージ用バルブ２０、ブロー水用バルブ３２及びブロー水用配管３３等から構成されており、流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気を含む混合流体を吹き込んで乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしたものである。
【００７３】
即ち、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、ブロー水用バルブ３２を設置したブロー水用配管３３を流体供給配管１５に分岐状に接続し、廃熱ボイラ２１の過熱器２２から得られた過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのブロー水との混合流体を流体供給配管１５により流体吹き込み口１３に供給し、流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に前記混合流体を吹き込んで乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしたものである。
尚、ブロー水用配管３３は、流体供給配管１５の過熱装置１７上流側に分岐状に接続されており、混合流体の温度を過熱蒸気（逆転点温度以上の過熱蒸気）と同等の乾燥作用を有する温度まで過熱装置１７により加熱できるようにしている。
【００７４】
このストーカ式焼却炉の焼却装置は、ブロー水用配管３３を流体供給配管１５に分岐状に接続し、廃熱ボイラ２１の過熱器２２から得られた過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのブロー水との混合流体を流体吹き込み口１３に供給するようにしたこと以外は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ構造に構成されている。
従って、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同様の作用効果を奏することができる。
また、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのボイラブロー水との混合流体を乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に吹き込んでいるため、廃熱ボイラ２１のブロー水の排水処理費用を低減できると共に、過熱蒸気の給水費用も低減することができる。
【００７６】
図５は本発明の第４の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、焼却炉本体１、投入ホッパ２、給じん装置３、給じん装置３の落口段差部３ａ、ストーカ４、風箱５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、燃焼ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、二次燃焼空気供給装置１１、補助燃焼バーナ１２、流体吹き込み口１３、蒸気ヘッダ１４、流体供給配管１５、制御バルブ１６、過熱装置１７、温度検出器１８、パージ流体供給配管１９及びパージ用バルブ２０等から構成されており、廃熱ボイラ２１から得られた過熱蒸気を蒸気タービン等の余熱利用設備３４で使用し、余熱利用後に蒸気タービン等の余熱利用設備３４から取り出した蒸気を過熱蒸気とし、この過熱蒸気を流体供給配管１５により流体吹き込み口１３に供給し、流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気（逆転点温度以上の過熱蒸気）を吹き込んで乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしたものである。
尚、過熱蒸気の温度が低い場合には、過熱蒸気を過熱装置１７で加熱し、流体吹き込み口１３で逆転点温度以上の過熱蒸気と同等の乾燥作用が得られるようにする。
【００７７】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、余熱利用設備３４で利用した後の過熱蒸気を流体吹き込み口１３に供給するようにしたこと以外は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ構造に構成されている。
従って、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同様の作用効果を奏することができる。
また、このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、蒸気タービン等の余熱利用設備３４で利用した後の過熱蒸気を過熱装置１７で再度過熱し、この過熱蒸気を乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に吹き込んでいるため、廃熱ボイラ２１及び過熱器２２で得られた過熱蒸気を蒸気タービン等の余熱利用設備３４で効率良く利用することができる。
【００７９】
図６及び図７は本発明の第５の実施形態に係るストーカ式焼却炉の燃焼装置を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉の燃焼装置は、焼却炉本体１、投入ホッパ２、給じん装置３、給じん装置３の落口段差部３ａ、ストーカ４、風箱５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、燃焼ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、二次燃焼空気供給装置１１、補助燃焼バーナ１２、流体吹き込み口１３、蒸気ヘッダ１４、流体供給配管１５、制御バルブ１６、過熱装置１７、温度検出器１８、パージ流体供給配管１９及びパージ用バルブ２０等から構成されており、乾燥ストーカ４Ａの固定火格子４ａに、少なくとも一つ以上の流体吹き込み口１３を設け、当該流体吹き込み口１３から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に逆転点温度以上の過熱蒸気（又は逆転点温度以上の過熱蒸気を含む混合流体）を吹き込み、乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしたものである。
【００８０】
具体的には、前記流体吹き込み口１３は、耐熱性及び耐食性に優れた金属製のノズル管から成り、固定火格子４ａに貫通状態で取り付けられている。
また、流体吹き込み口１３は、固定火格子４ａに少なくとも一つ以上設けられており、この実施形態では、乾燥ストーカ４Ａの上流側（図７の左側）の複数の固定火格子４ａに設けられ、乾燥ストーカ４Ａの幅方向に一定間隔毎に配置されていると共に、乾燥ストーカ４Ａの前後二列に配置された格好になっている。
【００８１】
尚、乾燥ストーカ４Ａの固定火格子４ａに流体吹き込み口１３を設けたのは、可動火格子４ａ′，４ｂ′，４ｃ′が動くことによって生ずるごみ層の空間に過熱蒸気を吹き込むことができるため、乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層の乾燥範囲をより広く取ることができるからである。
【００８２】
また、この実施形態に於いては、流体吹き込み口１３に供給する過熱蒸気には、廃熱ボイラ２１及び過熱器２２から得られた過熱蒸気の一部を分岐して使用するようにしているが、他の実施形態に於いては、廃熱ボイラ２１と別系統の蒸気発生装置３１により蒸気を発生させ、当該蒸気を過熱装置１７で過熱して得られた過熱蒸気を使用しても良く、或いは廃熱ボイラ２１から得られた過熱蒸気を余熱利用設備３４で使用し、余熱利用後の蒸気を過熱装置１７で過熱した後の過熱蒸気を使用するようにしても良い。
【００８３】
更に、この実施形態に於いては、流体吹き込み口１３に過熱蒸気を供給するようにしているが、他の実施形態に於いては、流体吹き込み口１３に過熱蒸気を含む混合流体を供給するようにしても良い。
例えば、流体吹き込み口１３に供給する混合流体は、廃熱ボイラ２１から得られた過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのブロー水との混合流体であっても良く、また、余熱利用設備３４を通過した蒸気を過熱装置１７で過熱した後の過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのブロー水との混合流体であっても良い。
この場合、図６に点線で示すようにブロー水用バルブ３２を設置したブロー水用配管３３を流体供給配管１５に分岐状に接続し、廃熱ボイラ２１の過熱器２２から得られた過熱蒸気と廃熱ボイラ２１からのボイラブロー水との混合流体を流体供給配管１５により流体吹き込み口１３に供給する。
【００８４】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、乾燥ストーカ４Ａの固定火格子４ａに流体吹き込み口１３を設けたこと以外は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ構造に構成されている。
従って、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同じ部材・部位には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
このストーカ式焼却炉の燃焼装置は、図１に示すストーカ式焼却炉の燃焼装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００８６】
尚、上記の各実施形態に於いては、給じん装置３の落口段差部３ａ又は乾燥ストーカ４Ａの固定火格子４ａの何れか一方にのみ流体吹き込み口１３を設けたが、他の実施形態に於いては、給じん装置３の落口段差部３ａと乾燥ストーカ４Ａの固定火格子４ａの両方に少なくとも一つ以上の流体吹き込み口１３を設け、落口段差部３ａに設けた流体吹き込み口１３と固定火格子４ａに設けた流体吹き込み口１３の両方から乾燥ストーカ４Ａ上のごみ層に過熱蒸気又は過熱蒸気を含む混合流体（過熱蒸気とボイラブロー水との混合流体）を吹き込み、乾燥ストーカ４Ａ上のごみの乾燥を促進させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、都市ごみを焼却処理するストーカ式焼却炉を備えた都市ごみ焼却プラントに適用したが、ストーカ式焼却炉を備えておれば、他のプラントでも適用可能である。例えば、本発明は、産業廃棄物を焼却処理するストーカ式焼却炉を備えた産業廃棄物焼却プラント等に於いても利用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１は焼却炉本体、２は投入ホッパ、３は給じん装置、３ａは落口段差部、４はストーカ、４Ａは乾燥ストーカ、４Ｂは燃焼ストーカ、４Ｃは後燃焼ストーカ、４ａ，４ｂ，４ｃは固定火格子、４ａ′，４ｂ′，４ｃ′は可動火格子、５は風箱、６は一次燃焼室、７は二次燃焼室、８は灰出し口、９は燃焼ガス出口、１０は一次燃焼空気供給装置、１１は二次燃焼空気供給装置、１２は補助燃料バーナ、１３は流体吹き込み口、１４は蒸気ヘッダ、１５は流体供給配管、１６は制御バルブ、１７は過熱装置、１８は温度検出器、１９はパージ流体供給配管、２０はパージ用流体、２１は廃熱ボイラ、２２は過熱器、２３はエコノマイザー、２４はストーカ駆動装置、２５は一次燃焼空気供給配管、２６は押込送風機、２７は空気予熱器、２８は二次燃焼空気供給配管、２９は二次送風機、３０は高圧ヘッダ、３１は蒸気発生装置、３２はブロー水用バルブ、３３はブロー水用配管、３４は余熱利用設備。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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